网格质量评估与优化策略

问题描述：

网格质量检查主要有两个方面的作用：（1）提高仿真计算收敛；（2）提高仿真计算的准确性。尤其对于瞬态问题分析，

对有限元模型进行网格质量检查及改进变得很重要。

1. 网格检查基本操作设置

所有体网格检查：

完成有限元模型网格划分后，可以对网格进行质量检查，具体操作 Mesh - Statistics - Mesh Metric - Element Quality，如图1。默认是None，不做网格检查。常用的质量检查包括：

Element Quality 和

Aspect ratio 。

图1 网格质量检查

Element Quality

中主要关注 Min , Max 和 Average ，单元
 

质量数值越大越好，平均质量一般不能低于 0.7。

Aspect ratio

中主要关注 Min , Max 和 Average ，

Aspect ratio 值越接近1越好。

单个体的网格质量：

我们对所有体划分完网格后，并完成 Mesh Metric 的设置后，选择单个体后，按照 Detail-stastics-Mesh Metric 就可以显示单个体的 Element Quality 和 Aspect ratio，如图2。

通过

剖切模型进行六面体划分，或适当改变单个体的网格大小，提高单个体网格质量。回看 ansysworkbench 六面体网格划分有详细的网格切割步骤。
 

图2 单个体网格质量检查

图 3 显示选中体的 Element Quality 最小值为 0.18，小于 0.7，在进行瞬态动力学计算时，如果出现计算不收敛，可以对该体进行网格质量检查，重新改进网格质量，帮助计算收敛。

瞬态接触材料非线性收敛问题 - 螺旋线挤压变形分析

中，就进行了网格改进，子步变化，增加内存的交替改进完成了瞬态计算的收敛。

图3 选中体单元质量情况

对体进行模型切割，并进行网格划分，图 4 显示模型切割后情况。图中隐藏了部分体。

图15 切割后体网格质量

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